DE413023C

DE413023C - Windfrischverfahren im Konverter

Info

Publication number: DE413023C
Application number: DEF56044D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1924-05-06
Filing date: 1924-05-06
Publication date: 1925-05-01

Description

Windfrischverfahren im Konverter. Die Erfindung betrifft ein Verfahren, die Windführung beim Frischen im Konverter so zu gestalten, daß sie die Durchführung des Frischens in energetischer, stofflicher und zeitlicher (Umsatzsteigerung ) Richtung mit bedeutend höherem Nutzeffekt gestattet, als dies bisher der Fall war.
Für das -,#N"indfrischen im Konverter hat die Größe der Badbewegung und der Geschwindigkeit des Luft- bzw. Gasstrahls beim Durchgang durch das Eisenbad einen erheblichen Einfluß auf den Oxydationsverlauf. je größer die Gasbewegung ist, um so inniger und schneller kommen die zu oxydierenden einzelnen Teilchen der Eisenbegleiter mit dem Sauerstoff der zugeführten Luft .in Berührung. je größer die Windgeschwindigkeit beim Durchgang durch das Bad wird, um so eher läßt sich bei einem gegebenen ferrostatischen Druck ein geschlossener Luftstrahl erreichen, auf dessen Mantelfläche die Oxydation der Eisenbegleiter sich vollzieht. Bei einem geschlossenen Luftstrahl während des Durchganges der Luft durch das Eisenbad ist die Oxydation gleichmäßig, besonders während der Entkohlungszeit. Es treten hierbei keine heftigen Eruptionserscheinungen auf. Ist z. B. die Luftgeschwindigkeit bzw. die kinetische Energie des Luftstrahls, zumal im unteren Teil des Bades, zu gering, so wird der Strahl infolge der Einwirkung des ferrostatischen Druckes für einen Augenblick abgeschnürt, bis der Gasdruck vor der Einschnürungsstelle wieder so weit gestiegen ist, daß die Abschnürung aufgehoben wird. Auf diese Weise entstehen Gasblasen während der Entkohlungszeit mit vorwiegendem K ohlenoxydinhalt. Trifft auf diese Gasblasen frischer, kühler Sauerstoff aus dem nachdrängenden Luftstrahl, so tritt plötzliche Verbrennung zu Kohlensäure ein. Die starke Gasausdehnung infolge der vollständigen C-Verbrennung ist dann die Ursache heftiger Eruptionen und starken Auswurfs. Um dies zu vermeiden, ist daher eine dem ferrostatischen Druck angepaßte Windgeschwindigkeit beim Durchgang durch das Bad erforderlich, die den geschlossenen Gasstrahl aufrechterhält. Diese für verschiedene ferrostatische Drücke verschiedene Mindestgeschwindigkeit ist durch mathematische Berechnungen zu ermitteln. je größer die Geschwindigkeit des das Bad durchquerenden Luftstrahles ist, desto größer ist auch für die zugeführte Windmengeneinheit die kinetische Energie, die in Badbewegungsarbeit umgesetzt wird.
Die zweite Größe, die auf die Badbewe= gungsarbeit von Einfluß ist, ist die von der Luftaus dem Bad aufgenommene und in Bewegungsenergie umgesetzte Wärmeenergie. Letztere ist je Gewichtseinheit um so größer, je geringer die Temperatur des in das Bad eintretenden Luftstrahls und je höher der ferrostatische Druck ist. Das p, v-Schaubild bietet hierüber Aufschluß. Die Flächenentwicklung des p, v-Schaubildes hängt ab von der Größe der Wärmeaufnahme unter einem bestimmten Druck des Gasstrahls beim Durchgang durch das Bad. Im Verfolg der aus Forschungsarbeiten gewonnenen Wärmeübergangsgesetze strömender Flüssigkeiten, angewendet auf den Wärmeübergang vom Eisenbad auf den dasselbe durchströmenden Gas. strahl, hat der Erfinder festgestellt, daß die Wärmeaufnahme der Luft aus dem Bad bzw. aus der Verbrennung der Eisenbegleiter derart erfolgt, daß währendeines reinen Si- bzw. P-Verbrennungsabschnitts (beim basischen Verfahren) schon nach drei Zehntelteilen der gesamten Wegstrecke durch das Bad die Angleichung an die Badternperatur erfolgt ist, während bei der Entkohlung auf etwa dem sechsten Zehntelteil der Wegstrecke die Angleichung an die Badtemperatur erfolgt. Diese Feststellung führt bei Aufstellung des p, v-Schaubilds zu der Erkenntnis, daß eine um so größere mechanische Energie vom Gasstrom entwickelt werden kann, je höher der ferrostatische Druck und je niedriger die Lufttemperatur beim Eintritt in das Bad ist. In dem beiliegenden Schaubild (Abt. i) sind die p, v-Schaubilder je i kg zugeführte Luft für verschiedene ferrostatische Drücke eingezeichnet, und zwar für eine Lufttemperatur beim Eintritt in das Bad von 50" C, während der gestrichelte Linienzug des p, v-Schaubilds bei pm - 1,5 kg i cm-' abs. die Arbeitsfläche für im - 40o` C darstellt (vgl. die Schaubilder der Abb. i und z der Zeichnung). 1NIan erkennt aus der Darstellung der Abb. i ohne weiteres, daß die in mechanische Badbewegungsarbeit umgesetzte Energie bei wachsendein ferrostatischen Druck und fallender Eintrittstemperatur zunimmt.
Untersuchungen, die der Erfinder an einer Anzahl von Thomas-Konvertern in der Praxis vorgenommen hat, haben erwiesen, daß der Luftverbrauch und der Energieaufwand je Tonne Roheiseneinsatz für dieses Frischverfahren die Dauer des Fris.chens und der Eisenabbrand um so geringer sind, je größer die auf Badbewegung umgesetzte Energie und je geschlossener der Gasstrahl beim Durchgang durch das Bad ist, d. h. je größer die Strömungsgeschwindigkeit beim Eintritt in das Bad ist.
Die aus der Verfolgung der Strömungs-und Wärrneübergangsvorgänge abgeleiteten Erkenntnisse in Verbindung mit den durch praktische Untersuchungen gewonnenen Erfahrungen leiten zu folgendem, von der bisher geübten Arbeitsweise abweichenden Verfahren.
Zur Erreichung einer gesteigerten Badbewegung und eines hohen energetischen, stofflichen und zeitlichen Nutzeffektes und zwecks Erreichung einer gleichförmigen eruptionslosen Verbrennung des Kohlenstoffes ist i. .ein hoher ferrostatischer Druck, d. h. eine große über die heute übliche, von 0,8 bis i m hinausreichende Badhöhe, anzuwenden und z. die Luft mit niedriger Temperatur dem Bad zuzuführen.
3. ist die Luftgeschwindigkeit beim Eintritt in das Bad so hoch zu wählen, daß die kinetische Energie des Gasstrahls ausreicht, um bei gegebenem ferrostatischen Druck, ein Abschnüren des Gasstrahls beim Durchgang durch das Bad zu verhindern und den geschlossenen Strahl möglichst bis zurr Badoberfläche aufrechtzuerhalten.
Da bei zylindrischen Düsen der Luftaustrittsgeschwindigkeit beim Austritt aus der Düse für den Austrittszustand durch die Schallgeschwindigkeit ;eine Grenze gesetzt ist, kann man zur Erreichung der angemessenen Luftstrahlgeschwindigkeit bei großer Badhöhe die Düsen als Lavaldüsen (,divergent) ausbilden. Hierbei kann ein hoher Druck im Windkasten Anwendung finden, wodurch ebenfalls die Windführung mit größerem Nutzeffekt bewirkt wird. Um die Reibungsarbeit in' den Düsen bei den gesteigerten Geschwindigkeiten - der geförderten Luft möglichst zu verringern, können bekannte geeignete mechanische Mittel, z. B. Glasieren der Düsen, Einziehen von glattgezogenen Röhren geeigneten Stoffes in die Düsen usw., angewendet werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Windfrischverfahren im Konverter, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke einer Erhöhung der Badbewegungsarbeit die beim bekannten Verfahren 'höchstens 8o crn betragenüe Badhöhe bei neu zugestelltem Futter auf ioo cm und mehr erhöht wird, und daß die Frischluft den in bekannter Weise durch glasierte oder glatt gearbeitete Einsatzröhren reibungslos gemachten Düsen mit einem gegenüber dem höheren absoluten ferrostatischen Druck so hoch gesteigerten Druck zugeführt wird, daß eine der Schallgeschwindigkeit nahekommende oder dieselbe überschreitende Eintrittsgeschwindigkeit der Frischluft in das Bad erreicht wird. z. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft vor ihrem Eintritt in die Düsen von ihrer etwa 6o -bis 70° C betragenden Kompressionstemperatur möglichst weit heruntergekühlt wird.